Aluminium 6066: Komposisi, Sifat, Panduan Temper & Aplikasi

Gambaran Komprehensif

Paduan 6066 termasuk dalam seri 6xxx aluminium–magnesium–silikon, yang didefinisikan oleh sistem paduan Mg-Si yang membentuk presipitat Mg2Si selama perlakuan panas. Sebagai anggota seri ini, 6066 adalah paduan aluminium yang dapat diperlakukan panas menggunakan pengerasan presipitasi untuk mencapai kekuatan yang lebih tinggi dibandingkan aluminium murni atau paduan yang tidak dapat diperlakukan panas.

Elemen paduan utama dalam 6066 adalah silikon dan magnesium, yang sering dilengkapi dengan penambahan terkendali tembaga, kromium, dan jejak titanium untuk memperhalus mikrostruktur serta meningkatkan kekuatan dan ketangguhan. Kombinasi elemen tersebut dipilih untuk menyeimbangkan kekuatan puncak pada usia tertentu, ketangguhan patahan, kemampuan las, dan ketahanan terhadap retak korosi akibat tegangan, sekaligus mempertahankan kemampuan pemesinan yang wajar.

Ciri utama 6066 meliputi kekuatan tarik dan luluh yang lebih tinggi pada kondisi perlakuan panas, ketahanan korosi sedang khas paduan Al-Mg-Si, dan kemampuan las yang baik dengan logam pengisi yang sesuai. Kemampuan pembentukan bersifat menengah: kondisi anil (annealed) sangat mudah dibentuk sementara kondisi puncak usia mengorbankan kemampuan bentuk demi kekuatan.

Industri tipikal yang menggunakan 6066 antara lain transportasi (otomotif dan kereta api), struktur sekunder dan fitting dirgantara, ekstrusi teknik umum, dan aplikasi yang membutuhkan paduan seri 6xxx dengan kekuatan lebih tinggi tanpa mengorbankan kemampuan las. Insinyur memilih 6066 ketika memerlukan kombinasi kekuatan perlakuan panas, kemampuan ekstrusi yang baik, dan peningkatan performa mekanik relatif terhadap 6061/6063 untuk geometrinya tertentu.

Varian Temper

Temper	Tingkat Kekuatan	Elongasi	Kemampuan Bentuk	Kemampuan Las	Catatan
O	Rendah	Tinggi	Bagus Sekali	Bagus Sekali	Kondisi anil penuh; terbaik untuk pembentukan dan pemesinan
T4	Sedang	Baik	Baik	Baik	Larutan diperlakukan dan penuaan alami; properti seimbang
T5	Sedang-Tinggi	Sedang	Cukup	Baik	Didinginkan dari suhu tinggi dan penuaan buatan
T6	Tinggi	Sedang-Rendah	Berkurang	Baik	Larutan diperlakukan panas dan penuaan buatan untuk kekuatan puncak
T61 / T651	Tinggi	Sedang	Berkurang	Baik	T6 dengan pelunakan tegangan terkendali (mekanis atau termal) untuk stabilitas
H14	Sedang	Sedang	Terbatas	Baik	Dikeraskan secara strain; penguatan dingin terbatas
H24	Sedang-Tinggi	Sedang	Terbatas	Baik	Dikeraskan secara strain dan sebagian anil; kompromi antara bentuk dan kekuatan

Pemilihan temper sangat mengontrol trade-off antara kekuatan dan keuletan untuk 6066. Perlakuan panas larutan diikuti penuaan buatan (keluarga T6) menghasilkan kekuatan statis tertinggi melalui presipitasi halus Mg2Si, sedangkan temper O dan T4 lebih mendukung pembentukan dan kemampuan regang untuk bentuk kompleks.

Pada rakitan hasil pengelasan, perancang sering menetapkan T61/T651 atau merencanakan perlakuan panas pasca las untuk menstabilkan dimensi dan mengembalikan kekuatan di zona terpengaruh panas; temper seri H yang dikerjakan dingin dapat menghindari perlakuan panas tapi membatasi puncak kekuatan yang dicapai.

Komposisi Kimia

Elemen	Rentang %	Catatan
Si	0,40–1,00	Mengontrol presipitasi (Mg2Si) dan fluida saat pengecoran; memengaruhi kekuatan dan kemampuan las
Fe	≤0,80	Elemen pengotor; Fe tinggi membentuk intermetalik yang mengurangi keuletan dan ketangguhan
Mn	≤0,50	Penambahan kecil memperhalus struktur butir dan meningkatkan ketangguhan; Mn berlebih menurunkan konduktivitas
Mg	0,80–1,50	Elemen penguat utama (membentuk Mg2Si); Mg tinggi meningkatkan kekuatan dan pengerasan usia
Cu	0,15–0,50	Meningkatkan kekuatan dan respons penuaan; meningkatkan risiko korosi lokal jika kadar tinggi
Zn	≤0,25	Biasanya rendah; Zn tinggi sedikit meningkatkan kekuatan tapi dapat memengaruhi kerentanan retak korosi akibat tegangan
Cr	0,04–0,30	Mengontrol rekristalisasi dan struktur butir; membantu mempertahankan kekuatan setelah pemrosesan termo-mekanik
Ti	≤0,15	Penghalus butir selama pengecoran dan homogenisasi; meningkatkan ketangguhan dan kemampuan ekstrusi
Lainnya	Seimbang Al; residu ≤0,05 masing-masing	Keseimbangan aluminium; elemen jejak dikendalikan untuk membatasi fase merugikan

Kimia paduan disetel untuk menghasilkan dispersi halus presipitat Mg2Si saat penuaan dan mengontrol struktur butir selama pengecoran dan ekstrusi. Tembaga dan kromium ditambahkan sengaja untuk mendorong kekuatan luluh dan tarik puncak, sementara kromium dan titanium mencegah rekristalisasi berlebih selama siklus termal.

Elemen minor dan batas impuritas (Fe, keseimbangan Si) sangat penting pada penampang tipis karena partikel intermetalik bertindak sebagai titik inisiasi retak pada kondisi kelelahan dan mengurangi elongasi pada bagian yang dibentuk dingin. Perancangan jadwal perlakuan panas harus mempertimbangkan kinetika yang dikendalikan oleh komposisi ini.

Properti Mekanik

Perilaku tarik pada 6066 mencerminkan respons pengerasan presipitasi klasik: bahan anil menunjukkan kekuatan luluh rendah dan keuletan tinggi, sedangkan kondisi larutan diperlakukan dan penuaan buatan menunjukkan peningkatan besar pada kekuatan luluh dan tarik maksimal. Rasio luluh terhadap tarik pada temper tipe T6 biasanya menguntungkan untuk aplikasi struktural, dan regangan sampai patah menurun saat kekerasan puncak tercapai.

Kekerasan berkorelasi dengan kondisi penuaan dan ukuran butir; T6 puncak usia menunjukkan nilai Brinell/Vickers tertinggi serta ketahanan terhadap indentasi lokal yang lebih baik. Performa kelelahan sangat dipengaruhi oleh finishing permukaan, perlakuan panas, dan adanya konsentrator tegangan; produk hasil ekstrusi dan perawatan lanjut dengan distribusi presipitat halus tampil baik di bawah beban bergantian namun sensitif terhadap cacat permukaan dan lubang korosi.

Ketebalan dan geometri penampang memengaruhi kekuatan yang dapat dicapai akibat sensitivitas pada quenching dan kinetika presipitasi; penampang yang lebih tipis lebih mudah untuk mendapat perlakuan larutan penuh dan quench, menghasilkan homogenitas dan properti puncak lebih tinggi, sedangkan plat tebal berpotensi menunjukkan inti yang overaged dan kekuatan efektif lebih rendah.

Properti	O/Anil	Temper Kunci (T6 / T651)	Catatan
Kekuatan Tarik	160–220 MPa	320–380 MPa	Rentang puncak T6 tergantung tebal penampang dan jadwal tempering tepat
Kekuatan Luluh	80–140 MPa	260–340 MPa	Kekuatan luluh meningkat signifikan dengan penuaan; rasio luluh/tarik biasanya 0,75–0,90 pada T6
Elongasi	15–25%	6–12%	Elongasi menurun seiring paduan dipenuai; nilai bergantung pada geometri spesimen dan temper
Kekerasan (HB)	40–70 HB	85–130 HB	Kekerasan berkorelasi dengan kekuatan tarik dan kondisi penuaan

Properti Fisik

Properti	Nilai	Catatan
Density	2,70 g/cm³	Tipikal untuk paduan aluminium Al-Mg-Si hasil pengerjaan; berguna untuk perhitungan kekuatan terhadap berat
Rentang Leleh	~555–650 °C	Rentang solidus–liquidus dipengaruhi oleh Si dan elemen paduan lainnya
Konduktivitas Termal	140–170 W/m·K	Sedikit lebih rendah dari aluminium murni akibat paduan; masih baik untuk aplikasi penyebaran panas
Konduktivitas Listrik	~30–45 %IACS	Lebih rendah dari aluminium murni; konduktivitas menurun dengan kandungan paduan lebih tinggi dan pengerjaan dingin
Kalor Jenis	~880 J/kg·K	Tipikal untuk paduan aluminium pada suhu kamar; sedikit bervariasi dengan suhu
Ekspansi Termal	23–25 µm/m·K (20–100 °C)	Koefisien sebanding dengan paduan 6xxx lainnya; penting untuk siklus termal dan desain perakitan

Properti termal 6066 membuatnya menarik untuk aplikasi yang membutuhkan konduktivitas termal sedang dan berat jenis rendah, seperti penyebar panas dan anggota struktural ringan. Insinyur harus memperhitungkan koefisien ekspansi termal saat menyambung material berbeda untuk menghindari tegangan termal dan kerusakan akibat kelelahan di sambungan.

Konduktivitas listrik cukup untuk beberapa peran konduktor tetapi dikompromikan demi kekuatan mekanik; jika konduktivitas tinggi kritis, grade aluminium berpaduan rendah sebaiknya dipertimbangkan.

Bentuk Produk

Bentuk	Ketebalan/Ukuran Tipikal	Perilaku Kekuatan	Temper Umum	Catatan
Sheet (Plat Tipis)	0,4–6,0 mm	Seragam pada ketebalan tipis; kemampuan bentuk baik pada kondisi O/T4	O, T4, T5, T6	Digunakan untuk panel, penukar panas, dan komponen berbentuk
Plate (Plat Tebal)	>6 mm hingga 150+ mm	Kekuatan bisa berkurang pada bagian tebal karena sensitivitas terhadap quenching	T6, T651	Plat tebal memerlukan quenching yang dikontrol dan dapat menunjukkan penuaan bertingkat
Extrusion (Ekstrusi)	Penampang kompleks hingga profil besar	Kekuatan arah yang sangat baik; distribusi presipitat dipengaruhi oleh kecepatan ekstrusi	T4, T5, T6	Sangat banyak digunakan untuk profil struktural dan rel
Tube (Tabung)	Ø kecil hingga besar	Sifat tergantung pada metode pembentukan (ekstrusi vs las)	O, T6	Tabung tanpa sambungan atau las untuk struktur dan pengaliran fluida
Bar/Rod (Batang)	Ø kecil hingga 200 mm	Machinabilitas bervariasi sesuai temper; stabilitas dimensi baik pada T651	O, T6, H14	Batang digunakan untuk fitting yang dikerjakan mesin, baut, dan komponen

Produk wrought 6066 biasanya disuplai dalam temper yang disesuaikan dengan proses yang dimaksudkan: anil (annealed) untuk penarikan dalam (deep drawing), T4/T5 untuk pembentukan dan penuaan selanjutnya, serta T6/T651 untuk bagian struktural jadi. Ekstrusi mendapat manfaat dari kemampuan 6066 yang baik saat pengerjaan panas dan kemampuannya menerima pengerjaan dingin tinggi atau peningkatan kekuatan akibat presipitasi setelah ekstrusi.

Perbedaan proses (plat vs ekstrusi) menimbulkan anisotropi berdasarkan sejarah termomekanik; perancang harus merujuk data tarik dan kelelahan arah untuk elemen struktural penting serta menggunakan langkah pelurusan tegangan untuk meminimalkan deformasi ketika mengerjakan bagian tebal secara mesin.

Grade Setara

Standar	Grade	Wilayah	Catatan
AA	6066	USA	Paduan Al-Mg-Si wrought; dikenal dalam beberapa katalog pemasok dan spesifikasi AMS
EN AW	6066	Eropa	Sering dirujuk sama; standar EN dapat mencantumkan paduan dengan rentang kimia serupa
JIS	A6066	Jepang	Penamaan Jepang digunakan untuk komposisi serupa dalam spesifikasi domestik
GB/T	6066	China	Standar China mungkin mencantumkan paduan 6066 dengan komposisi mirip, tetapi batas kontrol lokal berbeda

Kesesuaian antar standar adalah perkiraan dan tergantung pada batas kimia dan definisi temper yang tepat; tidak selalu ada pemetaan langsung 1:1 untuk sifat mekanik karena praktik perlakuan panas dan kode temper bisa berbeda per wilayah. Engineer harus memverifikasi sertifikasi pabrik pemasok dan data uji mekanik saat menentukan setara lintas standar untuk aplikasi kritis.

Jika unsur jejak atau level maksimum impuritas berbeda, performa mekanik (terutama kelelahan dan ketangguhan retak) bisa berbeda; spesifikasi proses khusus (misalnya durasi perlakuan solusi, media quench, kurva penuaan artifisial) membantu memastikan performa serupa di berbagai standar.

Ketahanan Korosi

Dalam lingkungan atmosfer, 6066 menunjukkan ketahanan korosi yang khas dari paduan Al-Mg-Si, membentuk lapisan oksida aluminium pelindung yang membatasi serangan seragam. Paduan yang cermat dan kondisi temper mengurangi kerentanan terhadap korosi titik dan antar butir, namun penambahan tembaga—jika tinggi—dapat menurunkan ketahanan korosi lokal dan meningkatkan risiko di lingkungan agresif.

Perilaku di laut umumnya dapat diterima untuk struktur sekunder lepas pantai atau kapal jika perlindungan permukaan (anodizing atau pengecatan) diterapkan; lingkungan klorida meningkatkan risiko korosi titik dan celah, sehingga perhatian lebih pada desain, pelapis, dan proteksi katodik diperlukan untuk daya tahan jangka panjang. Kerentanan retak korosi tegangan (SCC) lebih rendah dibanding paduan 2xxx tinggi tembaga namun masih dapat terjadi di bawah tegangan tarik dan media korosif; temper dan tegangan sisa memengaruhi risiko SCC.

Interaksi galvanik dengan logam berbeda harus dirancang untuk meminimalkan paparan 6066 sebagai katoda/anoda tergantung material yang bersangkutan; pada baja tahan karat dan titanium, aluminium bersifat anodis dan akan terkorosi lebih dulu jika tidak diisolasi. Dibanding paduan seri 5xxx (Al-Mg), 6066 menukar sedikit ketahanan korosi murni demi kekuatan dan kemampuan perlakuan panas yang lebih baik, tetapi tetap unggul dalam ketahanan korosi umum dibanding banyak paduan 2xxx berdaya tahan tinggi.

Properti Fabrikasi

Kemampuan Pengelasan

6066 mudah dilas menggunakan proses fusi umum (TIG/MIG) dengan kawat pengisi yang sesuai seperti ER4043 atau ER5356 tergantung kebutuhan kekuatan dan performa korosi. Daerah terpengaruh panas (HAZ) akan melunak lokal karena pelarutan dan pembesaran presipitat; perlakuan panas pasca las atau pengerjaan dingin lokal dapat diperlukan untuk mengembalikan kekuatan pada sambungan kritis.

Risiko retak panas pada paduan 6xxx umumnya rendah dibanding paduan tinggi tembaga, tetapi komposisi logam las dan desain sambungan harus mengontrol rentang pembekuan dan kontaminasi luar. Pembersihan sebelum pengelasan dan pengendalian input panas meminimalkan porositas serta menjamin kualitas las yang konsisten.

Kemudahan Mesin

Kemudahan mesin 6066 fair sampai baik pada kondisi anil dan T4, dengan umur alat dan hasil permukaan membaik pada temper yang lebih lunak. Peralatan carbide dengan sudut positif dan strategi kecepatan pakan tinggi direkomendasikan untuk produktivitas lebih tinggi; kecepatan potong untuk aluminium biasanya antara 200–600 m/min tergantung bahan alat dan keteguhan mesin.

Kontrol serpihan baik karena perilaku daktail; pilihan pelumas/pendingin memengaruhi hasil permukaan dan evakuasi serpihan. Temper T6 berdaya tinggi akan meningkatkan gaya potong dan dapat mempercepat aus alat, sehingga perencanaan proses perlu mempertimbangkan temper sebelum pengerjaan mesin.

Formabilitas

Pembentukan pada temper O dan T4 sangat baik; radius lentur minimum dapat kecil dibanding ketebalan plat untuk proses penarikan dalam dan stamping kompleks. Pengerjaan dingin pada temper seri H meningkatkan batas leleh dan mengurangi ductility, sehingga perancang harus menetapkan temper pembentukan dan mempertimbangkan pengerasan penuaan setelah pembentukan untuk kekuatan akhir.

Pembentukan hangat dan pra-penuaan terkendali dapat memperluas jendela formabilitas untuk geometri kompleks tertentu. Springback lebih terasa pada temper berdaya tinggi dan harus dikompensasi dalam desain die serta simulasi proses elemen hingga.

Perilaku Perlakuan Panas

6066 adalah paduan yang dapat diperlakukan panas, merespon perlakuan panas solusi diikuti quenching dan penuaan artifisial untuk mencapai kekuatan maksimal melalui presipitasi Mg2Si. Suhu perlakuan solusi biasanya berkisar antara 520–545 °C, ditahan cukup lama agar solut menjadi homogen, kemudian quenching cepat agar larutan padat jenuh tetap terjaga.

Penuaan artifisial (T6) dilakukan pada suhu umum antara 150–190 °C dengan durasi disesuaikan ketebalan dan keseimbangan kekuatan-ductility yang diinginkan; penuaan berlebih menurunkan kekuatan namun dapat meningkatkan ketangguhan dan tahan terhadap retak korosi tegangan. Transisi temper (T4 → T6) digunakan untuk memberikan formabilitas selama pembentukan diikuti penuaan akhir guna mencapai kekuatan desain.

Jika tidak diperlakukan panas, 6066 dapat diperkuat dengan pengerjaan dingin; namun pengerasan kerja tidak mencapai puncak kekuatan yang tersedia melalui pengerasan presipitasi. Anil (O) digunakan untuk mengembalikan ductility dan menghilangkan tegangan sisa sebelum pembentukan atau pengelasan.

Performa Suhu Tinggi

6066 mengalami penurunan kekuatan progresif seiring kenaikan suhu karena presipitat membesar dan larut; retensi kekuatan berguna biasanya sampai ~120–150 °C, sementara di atas ~200 °C terjadi pelunakan signifikan. Ketahanan creep terbatas dibanding paduan khusus suhu tinggi; untuk beban berkelanjutan pada suhu tinggi, bahan alternatif perlu dipertimbangkan.

Oksidasi minimal pada temperatur atmosfer karena lapisan alumina pelindung, namun paparan lama pada suhu tinggi dapat mengubah karakteristik oksida permukaan dan memengaruhi adhesi pelapis selanjutnya. Zona terpengaruh panas dari pengelasan bisa menjadi titik performa suhu tinggi menurun akibat penuaan berlebih dan pembesaran mikrostruktur.

Perancang dianjurkan menggunakan faktor derating konservatif untuk pemakaian jangka panjang di atas suhu penuaan dan mempertimbangkan perlakuan stabilisasi pasca las atau pasca pembentukan untuk komponen yang terkena siklus panas.

Aplikasi

Industri	Komponen Contoh	Mengapa 6066 Digunakan
Otomotif	Ekstrusi struktural, cross-members	Kekuatan lebih tinggi dibandingkan baseline 6000 untuk bagian struktural yang ringan
Kelautan	Fitting superstruktur, rel	Ketahanan korosi dan kemampuan las yang baik untuk lingkungan laut
Dirgantara	Fitting sekunder, bracket pemasangan	Rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi dan kontrol sifat melalui perlakuan panas
Elektronik	Heat sink, chassis	Konduktivitas termal yang baik dikombinasikan dengan kemampuan manufaktur

6066 sering dipilih untuk komponen di mana paduan 6xxx dengan kekuatan lebih tinggi memberikan keseimbangan yang menguntungkan antara kemampuan pembentukan, kemampuan las, dan performa mekanik. Kemampuannya untuk diekstrusi menjadi profil kompleks dan kemudian diperkuat melalui aging menjadikannya pilihan praktis untuk komponen struktural ringan dan pengelolaan panas.

Pemakai akhir mendapatkan keuntungan dari kemampuan paduan ini beradaptasi dengan jalur manufaktur umum dan kemampuan mengatur sifat material melalui pemilihan temper serta perlakuan panas.

Wawasan Pemilihan

Gunakan 6066 ketika Anda membutuhkan aluminium yang dapat diperlakukan panas dengan kekuatan yang lebih tinggi daripada 6061/6063 pada geometri tertentu sekaligus mempertahankan kemampuan las yang baik dan kemampuan bentuk yang wajar. Ini adalah pilihan logis ketika ekstrusi atau profil plat memerlukan performa mekanik yang lebih baik tanpa beralih ke paduan yang lebih mahal dan dengan risiko korosi yang lebih tinggi.

Dibandingkan dengan aluminium murni komersial (1100), 6066 mengorbankan konduktivitas dan kemudahan pembentukan untuk kekuatan yang jauh lebih tinggi dan stabilitas dimensi; pilih 1100 hanya jika kebutuhan utama adalah konduktivitas listrik atau bentuk yang sangat mudah. Dibandingkan dengan paduan kerja dingin seperti 3003 atau 5052, 6066 menawarkan kekuatan superior dan kemampuan pengerasan akibat penuaan, namun mungkin sedikit lebih rentan terhadap mode korosi lokal tertentu tergantung kandungan tembaganya; pilih 3xxx/5xxx untuk lembaran kelautan di mana ken ductilitas maksimum dan ketahanan korosi diperlukan.

Dibandingkan dengan paduan yang dapat diperlakukan panas umum seperti 6061 dan 6063, 6066 dipilih ketika diperlukan kekuatan akhir usia yang lebih tinggi, performa ekstrusi tertentu, atau stabilitas temper yang spesifik meskipun ketersediaan mungkin lebih rendah dan biaya sedikit lebih tinggi. Validasi data pemasok dan kontrol temper saat menentukan 6066 sebagai substitusi langsung.

Ringkasan Penutup

6066 tetap relevan sebagai anggota berperforma tinggi dari keluarga 6xxx, menawarkan kesempatan bagi desainer untuk meningkatkan kekuatan struktural sambil mempertahankan banyak keunggulan fabrikasi dari paduan Al-Mg-Si. Komposisi kimianya yang seimbang, respons perlakuan panas yang baik, dan adaptabilitas pada produk ekstrusi dan produk tempa menjadikannya pilihan praktis untuk berbagai aplikasi transportasi, dirgantara, dan rekayasa di mana rasio kekuatan terhadap berat yang optimal dan kemampuan las yang baik dibutuhkan.